Как движется броуновская частица при отсутствии измерений?
Habr ·
Теория броуновского движения основана на использовании стохастического уравнения Ланжевена. Как обсуждалось в предыдущих статья, физическая теория придает смысл проводимым экспериментам. В этом случае формальный ответ на вопрос, вынесенный в заголовок, звучит следующим образом: броуновская частица движется случайным образом, но это все, что можно сказать, и мы не знаем траекторию движения броуновской частицы. Цель настоящей статьи заключается в более подробном рассмотрении происходящего при экспериментальном изучении движения броуновской частицы. Вначале разобрано безынерционное стохастическое уравнение Ланжевена, а затем рассмотрено, каким образом математический формализм выглядит в глазах математика и физика. Формально физическая величина (коэффициент диффузии) связана с моментом случайной величины (средним квадратом смещения броуновской частицы). Таким образом, экспериментально измеряемое положение броуновской частицы является испытанием случайной величины, а выборка измерений позволяет провести оценку физической величины как момента случайной величины. Проведенный анализ раскрывает озвученный вывод - теория задает вероятность перехода броуновской частицы, поэтому без проведения измерений можно только говорить о вероятности нахождения частицы. Далее в обсуждении затрагивается вопрос связи случайной величины с миром и о достоверности проводимых экспериментов. В случае броуновского движения механизм связан с наличием флуктуаций. Переход к квантовой статистической механике сдвигает вопрос о появлении стохастичности на другой уровень, но в то же время это не влияет на обсуждение достоверности экспериментальных результатов. Читать далее